[发明专利]连铸结晶器摩擦磨损模拟实验机

说明书

技术领域

本发明属于冶金连铸技术领域，具体涉及一种连铸结晶器摩擦磨损模拟试验机。

背景技术

在冶金连铸技术领域，结晶器是连铸机非常重要的组成部分，被称之为连铸设备的“心脏”，是保障连铸机稳定运行、高效生产的基础。性能优异的结晶器能够提高铸坯质量和生产效率、防止裂纹和漏钢等缺陷，其中，摩擦磨损性能是决定结晶器性能的重要因素之一，改善连铸结晶器的摩擦磨损性能一直是连铸技术的研究重点。结晶器表面镀层是较常用的一种提高结晶器摩擦磨损性能的方法，然而，目前缺乏合理评价连铸结晶器镀层摩擦磨损性能的实验设备，这是因为连铸过程中结晶器的实际工况复杂且极为恶劣，结晶器内壁不仅承受着来自钢坯的压力和摩擦力，还受到高温及保护渣的影响。常规的摩擦磨损试验机难以模拟结晶器的实际工况，因此无法合理评价连铸结晶器的摩擦磨损性能，严重制约着结晶器镀层工艺的优化及其在连铸技术中的实际应用。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种连铸结晶器摩擦磨损模拟试验机，该试验机可以评价连铸结晶器在实际工况下的摩擦磨损性能，并预测其使用寿命，从而为连铸结晶器表面镀层工艺选择、结晶器表面失效分析提供依据。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种连铸结晶器摩擦磨损模拟实验机，其驱动盘上的位置调节块通过销轴与滚动轴承固连，滚动轴承安装在连杆一端的滑槽内，连杆的另一端通过铰链与连铸结晶器试样连接，连铸结晶器试样与往复滑块由销固联，直线导轨通过螺栓固定在机架上。试验箱外侧的上部安装冷却箱，其下部安装加热箱，所述加热箱和冷却箱外侧分别安装两个固定在机架上的横向限位板，温度传感器Ⅰ与钢坯的上表面接触，并通过导线与数显温控仪Ⅰ、冷却箱相连，温度传感器Ⅱ与冷却箱和加热箱之间试验箱的外壁接触，并通过导线与数显温控仪Ⅱ、加热箱相连。所述液压加载系统安装在试验箱底部，且传力杆位于试验箱底部的中心。真空系统为连铸结晶器摩擦磨损实验机提供真空环境。

所述驱动盘上加工沿径向的滑槽，滑槽内安装位置调节块，位置调节块可沿滑槽滑动，通过螺栓及垫片对位置调节块的位置进行调节和锁紧。

所述连杆上加工沿连杆方向的滑槽，滑槽内安装滑块，滑块上固连滚动轴承，滚动轴承通过销轴与位置调节块铰接，滑块的位置可通过螺栓及垫片进行调节和锁紧。

所述连铸结晶器试样加工冷却水道及散热孔。

本发明的有益效果为：由于通过加热箱和冷却箱对钢水的不同部位进行温度控制，从而模拟了钢坯心部钢水、外部坯壳的特殊结构。结合驱动系统、曲柄滑块机构、液压加载系统及真空系统，本试验机可以模拟实际工况下连铸结晶器的摩擦磨损，为合理评价连铸结晶器及镀层的摩擦磨损性能，进行结晶器材料表面失效分析和寿命预测提供了实验设备。同时，本试验机结构简单、操作方便，具有较高的实际应用价值。

附图说明

图1为本发明连铸结晶器摩擦磨损模拟试验机的结构示意图；

图2为位置调节块2的结构示意图。

上述图中：1-驱动盘，2-位置调节块，3-连杆，4-往复滑块，5-试连铸结晶器试样，6-直线导轨，7-温度传感器Ⅰ，8-数显式温控仪Ⅰ，9-温度传感器Ⅱ，10-数显式温控仪Ⅱ，11-试验箱，12-真空系统，13-加热箱，14-冷却箱，15-限位板，16-液压加载系统，17-滑块，18-滚动轴承，19-销轴。

具体实施方式

实施例

图1是本发明公开的连铸结晶器摩擦磨损模拟试验机。

驱动盘1、连杆3与连铸结晶器试样5组成曲柄滑块机构，所述曲柄滑块机构的行程可由位置调节块2及滑块17进行调节。其中，驱动盘1上的位置调节块2通过销轴19与滚动轴承18固连，滚动轴承18安装在连杆3一端的滑槽内，连杆3的另一端通过铰链与连铸结晶器试样5连接，连铸结晶器试样5与往复滑块4通过销固连，可随往复滑块4在直线导轨6上作往复运动。

温度控制系统由温度传感器Ⅰ7、数显式温控仪Ⅰ8、温度传感器Ⅱ9、数显式温控仪Ⅱ10、试验箱11、加热箱13和冷却箱14组成。试验箱11外侧的上部安装冷却箱14其下部安装加热箱13，所述加热箱13和冷却箱14外侧分别安装两个固定在机架上的横向限位板15，温度传感器Ⅰ7与钢坯的上表面接触，并通过导线与数显温控仪Ⅰ8、冷却箱14相连，温度传感器Ⅱ9与冷却箱14和加热箱13之间试验箱11的外壁接触，并通过导线与数显温控仪Ⅱ10、加热箱13相连，实现加热控制。